Neue Stromnetze braucht die Energie(r)evolution

In Reaktion auf die sich immer komplizierter gestaltende Nachfrage nach Strom entwirft das von der EU finanzierte EVOLVDSO-Projekt Ansätze zur Absicherung eines vorausschauenderen und flexibleren Angebots.

Energie

Innerhalb des Stromversorgungsnetzes sind die Verteilernetzbetreiber (Distribution System Operator, DSO) vereinfacht formuliert für die Bereitstellung qualitativ hochwertiger Dienstleistungen für die Netznutzer verantwortlich, indem sie das Netzwerk effizient entwickeln, betreiben und warten und dabei gleichzeitig für Menschen und Vermögenswerte die Sicherheit gewährleisten. Mit der Einbindung erneuerbarer Energiequellen, die intermittierend und von Natur aus unvorhersehbar sind, der schnellen Entwicklung der dezentralen Produktion sowie dem sich verändernden Stromverbrauch (z. B. für Elektrofahrzeuge) ist das System in zunehmendem Maße komplex geworden. Und ungeachtet dieser steigenden Anforderungen haben sich die Verteilernetzbetreiber nur langsam weiterentwickelt. EVOLVDSO - ein von der EU finanziertes Projekt - hat nun einen aktiveren Verteilungsmanagementansatz mit maximiertem Investment geschaffen. Dafür entwickelte man ein Menü verbesserter Ansätze, die den Verteilernetzbetreibern angeboten werden und folgende Schwerpunktanforderungen erfüllten: Verbesserung der Netzplanungs- und Betriebsprozesse, Flexibilität in verschiedenen Zeiträumen, um spezifische Netzeinschränkungen aufzuklären, und regulierte Dienstleistungen auf Basis von Datenmanagement. Das Projekt definierte die Rollen der Verteilernetzbetreiber auf Grundlage von Szenarien zukünftiger europäischer Elektrizitätsnetze sowie dem Schließen von Lücken in Forschung und technologischem Wissen. Zukunftssicheres System gesucht Schlüssel zum Erfolg des EVOLVDSO-Projektes war die Erstellung realistischer Zukunftsszenarien. Das Team analysierte den Stromerzeugungsmix, die Entwicklung der Nachfrage und die technischen Flexibilitätsgrade. Wie sich Projektkoordinator Marco Baron erinnert, „wurde jedes Szenario gemäß einem Satz von Parametern entwickelt, die sich mit der Zeit verändern. Da die Entwicklung der Mengen über die Zeit ungewiss ist, hat man mit der Definition eines Szenariotrichters die Unsicherheiten treffender beschrieben. Die erneuerbaren Energien haben wir zum Beispiel in die Szenarien „unterhalb der Erwartungen“, „mit hoher Wahrscheinlichkeit“ und „oberhalb der Erwartungen“ eingeteilt. Es wurden drei Zeithorizonte definiert: kurzfristig (1 bis 4 Jahre), mittelfristig (8 bis 10 Jahre), langfristig (20 Jahre).“ Anhand dieser Szenarien konnten innerhalb des Projekts zehn innovative Instrumente entwickelt werden, welche die Schwerpunkte Planung, Betrieb, Wartung und Koordinationserfordernisse aufweisen. So schätzt beispielsweise das ICPF-Instrument (Interval Constrained Power Flow) realistische Werte der Wirk- und Blindleistung für den an den Grenzknoten zwischen den Übertragungs- und Verteilungsnetzwerken (Umspannstationen) ausgetauschten Leistungsfluss ab. In seiner Funktion als der für die Verbreitung zuständige Projektleiter fasst Jaime Rodrigues zusammen: „ICPF war erfolgreich - es konnte den idealen Betriebspunkt für einen vordefinierten Zeithorizont bei optimierten Kosten vorhersagen.“ Das Projekt konnte die Möglichkeiten jedes Instruments aufzeichnen, die mit den neuen und sich entwickelnden Rollen der Verteilernetzbetreiber verbundenen Dienstleistungen zu erfüllen. Man stellte außerdem das Replizierbarkeits- und das Skalierbarkeitspotenzial jedes der Werkzeuge sowie eine hochwertige Kosten-Nutzen-Analyse dar. Für die in realen Umgebungen getesteten Instrumente hat das Team sowohl die geltenden Befähigungs- als auch Begrenzungsfaktoren für jedes der beteiligten Länder (Belgien, Frankreich, Deutschland, Irland, Italien und Portugal) entworfen sowie eine Prognose für deren voraussichtliche Einführungsfristen gegeben. Intelligente und nachhaltige Auswahl anbieten Durch Versorgung mit flexibler Kapazität und verteilter Erzeugung werden die Ergebnisse von EVOLVDSO die Umsetzung der European Electricity Grid Initiative (EEGI) vorantreiben. Des Weiteren trägt das Projekt durch die Einbindung erneuerbarer Energien, womit es neben den Verbraucher-Empowerment-Initiativen Europa bei der Erfüllung seiner Umweltziele unterstützt, maßgeblich zu umfassenderen öffentlichen politischen Strategien wie etwa jener bei, die nachhaltige Wirtschaftssysteme und intelligente Städte anstrebt. Für jedes Instrument wurde ein Technologie-Reifegrad (Technology Readiness Level, TRL) als eine Kennzahl erstellt, die potenziellen Anwendern helfen soll, Reife und Benutzerfreundlichkeit der Instrumente zu bestimmen. Außerdem sind mit Ausnahme des Software-Codes und des in den Feldversuchen erhobenen Datensatzes sämtliche Resultate der Werkzeugentwicklung und die Einführungsempfehlungen öffentlich zugänglich. Man hofft nun, dass diese Resultate als Vorgaben für künftige Forschungsaktivitäten genutzt werden können.

Schlüsselbegriffe

EVOLVDSO, Nachhaltigkeit, intelligente Städte, Stromversorgung, Distribution System Operators, DSO, Verteilernetzbetreiber, Renewable Energy Sources, RES, erneuerbare Energiequellen, dezentralisierte Stromerzeugung, Energie, Umwelt, Emissionsminderung

Development of methodologies and tools for new and evolving DSO roles for efficient DRES integration in distribution networks

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